海水的性質(zhì)目錄1海水溫度的性質(zhì)與分布探討海水溫度的水平和垂直分布規(guī)律，以及溫度對(duì)海洋生物和氣候的影響。2海水鹽度的特點(diǎn)與影響分析海水鹽度的組成、分布規(guī)律及其形成原因，了解鹽度對(duì)海洋環(huán)境的重要性。3海水密度及其地理意義研究海水密度的分布特點(diǎn)，以及密度對(duì)海洋運(yùn)動(dòng)和生態(tài)系統(tǒng)的影響。4海水性質(zhì)與人類活動(dòng)的關(guān)系第一章海水溫度的定義與影響因素海水溫度是反映海水冷熱狀況的物理量，主要受太陽輻射和蒸發(fā)作用的影響。太陽輻射是海洋熱量的主要來源，而蒸發(fā)則是熱量損失的重要途徑。海洋熱量收支基本處于平衡狀態(tài)，這種平衡決定了表層海水溫度的變化特征。海水的比熱容大，導(dǎo)致其溫度變化緩慢，這也是海洋對(duì)全球氣候具有調(diào)節(jié)作用的重要原因。海水溫度的水平分布規(guī)律緯度分布規(guī)律海水溫度總體上從赤道向兩極逐漸降低，這是由于太陽輻射強(qiáng)度隨緯度增加而減弱。赤道附近海域年均溫可達(dá)26-28℃，而極地海域則低至-1.8℃。東西岸差異在中低緯度地區(qū)，大洋西岸水溫普遍高于東岸。這主要是由于洋流系統(tǒng)和盛行風(fēng)向的影響，西岸暖流北上，東岸寒流南下。季節(jié)性變化世界海洋表層溫度分布世界海洋表層溫度分布圖清晰地展示了溫度隨緯度變化的規(guī)律。圖中可見赤道附近的高溫區(qū)（紅色區(qū)域），以及向兩極逐漸降低的溫度梯度（由橙色、黃色過渡到藍(lán)色、紫色）。海水溫度的垂直分布規(guī)律海水溫度隨深度增加通常呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，但這種遞減并不均勻。根據(jù)溫度垂直變化特點(diǎn)，可將海洋垂直分為三層：混合層：表層至約100米，溫度變化不大溫躍層：溫度急劇下降的過渡層深層水：1000米以下，溫度變化極小海水溫度對(duì)海洋生物的影響深度影響隨深度增加，溫度降低，光照減弱，生物種類和數(shù)量明顯減少。溫躍層往往是生物密度變化的重要界限。表層：浮游生物豐富，光合作用旺盛中層：中層魚類適應(yīng)弱光環(huán)境深層：特化生物適應(yīng)高壓低溫環(huán)境緯度影響不同緯度海域溫度差異導(dǎo)致生物類型存在顯著差異。熱帶：珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)，生物多樣性高溫帶：季節(jié)性繁殖明顯，生物量大極地：生物適應(yīng)極端低溫，種類相對(duì)單一季節(jié)性影響海水溫度的季節(jié)變化引發(fā)生物的季節(jié)性遷移和繁殖活動(dòng)。春季：浮游生物大量繁殖夏季：溫度升高，生物活動(dòng)增強(qiáng)海水溫度對(duì)氣候與人類活動(dòng)的影響氣候調(diào)節(jié)作用海水溫度變化緩慢，有效調(diào)節(jié)沿海地區(qū)氣溫，減少季節(jié)和日變化幅度。海陸熱力差異是季風(fēng)形成的重要原因，直接影響中國東部氣候。航運(yùn)安全影響高緯度海域的結(jié)冰期受海水溫度控制，直接影響航運(yùn)安全和航道選擇。北極航道開通與全球變暖導(dǎo)致的海水溫度升高密切相關(guān)。漁業(yè)資源影響探究活動(dòng)：為什么大洋西岸水溫高于東岸？行星風(fēng)系影響副熱帶地區(qū)盛行信風(fēng)（東北信風(fēng)和東南信風(fēng)），導(dǎo)致表層海水向西流動(dòng)。洋流系統(tǒng)形成在科里奧利力作用下，形成閉合的環(huán)流系統(tǒng)，西岸為暖流，東岸為寒流。上升流與下沉流東岸多上升流，將深層冷水帶至表層；西岸多下沉流，暖水積累。溫度差異形成第二章鹽度定義及組成鹽度是指單位質(zhì)量海水中溶解鹽類的總質(zhì)量，通常用千分比（‰）表示。世界海洋平均鹽度約為35‰，意味著每千克海水中含有35克溶解鹽類。海水中的主要鹽類成分包括：氯化鈉（NaCl）：最主要的成分，占總鹽量的77.8%氯化鎂（MgCl?）：占10.9%硫酸鈉（Na?SO?）：占4.7%硫酸鎂（MgSO?）：占3.6%其他鹽類：包括鈣、鉀、碳酸鹽等世界海洋鹽度分布規(guī)律赤道區(qū)域赤道附近海域鹽度相對(duì)較低，一般為34-35‰。這主要是由于赤道地區(qū)降水量大，淡水輸入多，稀釋了海水鹽度。副熱帶高壓帶南北緯20-30°的副熱帶高壓帶海域鹽度最高，可達(dá)36-37‰。這里蒸發(fā)強(qiáng)烈，降水少，導(dǎo)致鹽分濃度增加。高緯度海域高緯度海域鹽度較低，通常低于34‰。這是由于高緯度地區(qū)蒸發(fā)弱，降水和冰雪融水輸入多，降低了海水鹽度。世界海洋表層鹽度分布從鹽度分布圖中可以清晰地觀察到海水鹽度的"馬鞍形"分布特征。圖中紅色和橙色區(qū)域表示高鹽度區(qū)，主要位于南北緯20-30°的副熱帶高壓帶；黃色和綠色區(qū)域表示中等鹽度區(qū)；藍(lán)色和紫色區(qū)域表示低鹽度區(qū)，主要分布在赤道和高緯度地區(qū)。鹽度的垂直變化海水鹽度的垂直分布特征：表層（0-200米）：鹽度相對(duì)均勻，受表面過程影響鹽躍層：鹽度急劇變化的過渡層，通常與溫躍層位置相近深層（1000米以下）：鹽度變化極小，趨于穩(wěn)定不同緯度海域鹽度垂直分布存在差異：中低緯度：鹽度通常隨深度降低（表層蒸發(fā)強(qiáng)）影響鹽度的因素緯度與溫度不同緯度的溫度差異導(dǎo)致蒸發(fā)量不同，進(jìn)而影響鹽度。溫度越高，蒸發(fā)越強(qiáng)，鹽度越高。緯度是影響全球鹽度分布的基礎(chǔ)因素。蒸發(fā)與降水蒸發(fā)使鹽度增加，降水使鹽度降低。蒸發(fā)量與降水量的差值（E-P）是決定海洋表層鹽度的關(guān)鍵因素。副熱帶高壓帶E-P值最大，鹽度最高。河流徑流河流帶來大量淡水，稀釋近岸海域鹽度。大河入海口附近通常形成明顯低鹽區(qū)，如亞馬遜河口鹽度可低至20‰以下。洋流影響洋流可以輸送不同鹽度的水體，改變局部海域鹽度。暖流通常帶來高鹽水，寒流則帶來低鹽水，共同塑造鹽度分布格局。海區(qū)封閉程度世界鹽度極端案例紅海-世界最高鹽度紅海位于熱帶沙漠地區(qū)，鹽度可超過40‰，是世界鹽度最高的海域。形成原因：位于熱帶沙漠，氣溫高，蒸發(fā)強(qiáng)烈?guī)缀鯖]有河流注入，淡水補(bǔ)給極少與印度洋的連通受限，水體交換不充分封閉性強(qiáng)，鹽分積累明顯波羅的海-世界最低鹽度波羅的海鹽度不足10‰，是世界鹽度最低的海域之一。形成原因：位于高緯度地區(qū)，氣溫低，蒸發(fā)弱降水量大，多條河流注入春季冰雪融化帶來大量淡水與大西洋的連通狹窄，海水交換受限半封閉性導(dǎo)致淡水積累鹽度與人類生產(chǎn)生活海鹽生產(chǎn)中國長蘆鹽場(chǎng)等傳統(tǒng)鹽場(chǎng)利用海水曬鹽制鹽，是重要的食鹽來源。海鹽生產(chǎn)歷史悠久，至今仍是許多沿海地區(qū)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。高鹽度海水更有利于鹽的提取。海水淡化海水淡化技術(shù)可將海水轉(zhuǎn)化為淡水，緩解沿海地區(qū)淡水資源短缺問題。中國青島、天津等城市已建成大型海水淡化工程。鹽度是海水淡化的關(guān)鍵參數(shù)，影響能耗和成本。海水養(yǎng)殖海水鹽度直接影響?zhàn)B殖生物的生長狀況。不同養(yǎng)殖品種對(duì)鹽度有特定要求，如對(duì)蝦適宜鹽度為15-25‰。鹽度變化是養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)。探究活動(dòng)：分析紅海與波羅的海鹽度差異的原因影響因素紅海（高鹽度）波羅的海（低鹽度）地理位置位于熱帶沙漠地區(qū)（15°-30°N）位于溫帶高緯度地區(qū)（54°-66°N）氣溫條件年均溫28℃以上，高溫年均溫低于10℃，寒冷降水特征年降水量不足100毫米，極度干燥年降水量500-800毫米，濕潤河流輸入幾乎無河流注入多條大河注入（維斯瓦河等）海冰影響無海冰冬季結(jié)冰，春季融化帶來淡水海域特點(diǎn)細(xì)長封閉海域，水體交換受限半封閉內(nèi)海，僅通過狹窄海峽與大西洋相連鹽度值40‰以上7-8‰思考問題：如果全球氣候變暖，這兩個(gè)海域的鹽度將如何變化？為什么？第三章海水密度及其地理意義海水密度定義與影響因素海水密度是指單位體積海水的質(zhì)量，通常用ρ表示，單位為kg/m3。一般海水密度在1020-1030kg/m3之間。影響海水密度的主要因素：溫度：溫度升高，密度降低。溫度每升高1℃，密度約減小0.15kg/m3鹽度：鹽度增加，密度增大。鹽度每增加1‰，密度約增加0.8kg/m3壓力（深度）：壓力增加，密度增大。海水幾乎不可壓縮，但深海高壓仍會(huì)導(dǎo)致密度略有增加在大多數(shù)海域，溫度對(duì)密度的影響比鹽度更顯著，尤其是在表層和中層水體。這導(dǎo)致密度分布通常與溫度分布模式相似。但在高緯度低溫海域，鹽度變化對(duì)密度的影響可能超過溫度變化。海水密度的水平分布規(guī)律總體分布趨勢(shì)海水密度總體上由低緯向高緯遞增，表現(xiàn)為從赤道向兩極逐漸增大的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)闇囟葘?duì)密度的影響占主導(dǎo)，低緯高溫導(dǎo)致密度低，高緯低溫導(dǎo)致密度高。緯度帶特征赤道海域密度約為1022-1023kg/m3，副熱帶海域稍高，極地海域可達(dá)1027-1028kg/m3。同一緯度帶的海域密度大致相同，但存在局部差異。局部異常現(xiàn)象受特殊因素影響，局部海域可能出現(xiàn)密度異常。如河口區(qū)域因淡水輸入導(dǎo)致密度低；強(qiáng)烈上升流區(qū)域因冷水上涌導(dǎo)致密度高。封閉海域如紅海密度異常高，波羅的海密度異常低。海水密度的垂直分布規(guī)律海水密度的垂直分布呈現(xiàn)明顯的分層特征：表層（0-200米）：密度較低且相對(duì)均勻，受季節(jié)變化影響明顯密躍層：密度急劇增加的過渡層，通常與溫躍層位置相近深層（1000米以下）：密度高且變化緩慢，趨于穩(wěn)定不同緯度海域密度垂直分布存在差異：中低緯度：密度隨深度明顯增加，密躍層發(fā)達(dá)高緯度：表層至深層密度變化較小，密躍層不明顯，有時(shí)甚至不存在密躍層"海中斷崖"現(xiàn)象"海中斷崖"是指海水密度在垂直方向上異常劇烈變化的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致潛艇浮力突然減小，如同"跌落斷崖"。這一現(xiàn)象通常出現(xiàn)在以下情況：溫度和鹽度躍變層重合處不同水團(tuán)交界區(qū)域強(qiáng)烈上升流區(qū)域1963年，美國"長尾鯊"號(hào)核潛艇在大西洋遭遇"海中斷崖"，急速下沉至超過設(shè)計(jì)深度，幾乎造成災(zāi)難。該事件引發(fā)了對(duì)海水密度劇變現(xiàn)象的廣泛研究。潛艇在穿越密度劇變區(qū)時(shí)，會(huì)經(jīng)歷突然的浮力減小，如不及時(shí)調(diào)整，可能導(dǎo)致失控下沉?，F(xiàn)代潛艇設(shè)計(jì)和操作中已將這一危險(xiǎn)因素納入考量。海水密度對(duì)海洋運(yùn)動(dòng)的影響海水分層密度差異是海水垂直分層的主要原因。密度躍變層阻礙垂直混合，維持海洋的穩(wěn)定分層結(jié)構(gòu)，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要。密度環(huán)流全球海洋深層環(huán)流主要由密度差異驅(qū)動(dòng)，被稱為"溫鹽環(huán)流"。高緯度海水因冷卻變得密度大而下沉，驅(qū)動(dòng)全球"海洋傳送帶"，對(duì)氣候調(diào)節(jié)具有重要作用。上升流形成風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的表層水平運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致深層高密度水上涌，形成上升流。上升流區(qū)域帶來豐富營養(yǎng)物質(zhì)，通常是重要漁場(chǎng)。生態(tài)系統(tǒng)影響密度分層影響營養(yǎng)鹽和氧氣的垂直分布，直接決定海洋生物的垂直分布格局和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。密度躍變層常是生物密度變化的界限。海水性質(zhì)與人類活動(dòng)的聯(lián)系漁業(yè)生產(chǎn)海水溫度、鹽度影響魚類分布和洄游。漁業(yè)生產(chǎn)需密切監(jiān)測(cè)海水性質(zhì)變化，調(diào)整捕撈區(qū)域和時(shí)間。上升流區(qū)因密度差異帶來營養(yǎng)，形成世界主要漁場(chǎng)。海上航運(yùn)海水溫度影響結(jié)冰期，決定高緯度航道通航時(shí)間。海水密度影響船舶浮力和穩(wěn)定性。鹽度差異導(dǎo)致的海水密度變化會(huì)影響船舶載重量計(jì)算。氣候變化海水性質(zhì)影響大氣-海洋相互作用，調(diào)節(jié)全球氣候。溫鹽環(huán)流是全球氣候系統(tǒng)的重要組成部分。海水性質(zhì)監(jiān)測(cè)是氣候變化研究的基礎(chǔ)。資源開發(fā)海水溫度、鹽度、密度影響海洋資源勘探和開發(fā)。海水提鉀、溴、鎂等資源開發(fā)依賴鹽度特性。溫差發(fā)電利用海水溫度垂直差異產(chǎn)生能源。環(huán)境保護(hù)海水性質(zhì)是海洋環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)。監(jiān)測(cè)海水溫度、鹽度、密度變化可評(píng)估海洋環(huán)境健康狀況。污染物擴(kuò)散受海水密度分層影響。課堂小結(jié)01海水溫度海水溫度受太陽輻射和蒸發(fā)影響，呈現(xiàn)從赤道向兩極遞減的水平分布，以及隨深度增加而降低的垂直分布。溫度影響海洋生物分布和氣候特征。02海水鹽度海水鹽度平均約35‰，受蒸發(fā)、降水、河流等因素影響，呈現(xiàn)獨(dú)特的"馬鞍形"水平分布。鹽度極端值出現(xiàn)在封閉或半封閉海域，如紅海和波羅的海。03海水密度海水密度受溫度、鹽度和壓力影響，總體上由低緯向高緯遞增，垂直方向上隨深度增加。密度差異驅(qū)動(dòng)海洋環(huán)流，影響海水分層和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。04相互關(guān)系海水溫度、鹽度、密度三者相互關(guān)聯(lián)，共同影響海洋環(huán)境與人類活動(dòng)。理解海水性質(zhì)有助于科學(xué)利用和保護(hù)海洋資源，應(yīng)對(duì)全球氣候變化。復(fù)習(xí)與思考題1海水溫度為什么大洋西岸水溫高于東岸？海水溫度垂直分布的主要原因是什么？溫躍層對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)有何意義？2海水鹽度為什么副熱帶海區(qū)鹽度最高？分析紅海和波羅的海鹽度差異的成因。為什么說海水鹽分組成具有恒定性？1海水密度"海中斷崖"對(duì)潛艇安全有何影響？溫鹽環(huán)流的形成機(jī)制是什么？為什么高緯度海域的密度垂直變化較小？2綜合應(yīng)用如果全球變暖，海水性質(zhì)將如何變化？海水性質(zhì)對(duì)漁業(yè)資源有何影響？如何利用海水性質(zhì)開發(fā)可再生能源？拓展閱讀與資料推薦書籍《海洋學(xué)基礎(chǔ)》（馮士筰主編）《物理海洋學(xué)》（焦念志著